PEG-b-PCL的合成及药物释放的研究.docx

PEG-b-PCL的合成及药物释放的研究黄鹏 P国科学技术大学 高分子科学与工程系230026【摘要】在全生物降解高分子材料领域, 脂肪族聚酯(PGA、PLLA、PDLA、PCL ) 及其共聚物已被生物医学工程界广泛应用, 如用于整形修复外科、骨折内固定装置及其缓释药物控制释放体系等方面, 它们具有高度的生物相容性、生理无毒性和生物可降解性。【关键词】 PEG-b-PCL 嵌段聚合物 药物释放【前言】嵌段共聚物：嵌段共聚物（block copolymer）又称镶嵌共聚物。其是指将两种或两种以上性质不同的聚合物链段连在一起制备而成的一种特殊聚合物,它可以将多种聚合物的优良性质结合在一起,得到性能比较优越的功能聚合物材料。这种聚合物分子量可控、分子量分布较窄、分子结构与组成可设计，是高分子研究领域中最富有意义且具有挑战性的研究工作之一。具有特定结构的嵌段聚合物会表现出与简单线形聚合物，以及许多无规共聚物甚至均聚物的混合物不同的性质，可用作热塑弹性体、共混相容剂、界面改性剂等。广泛地应用于生物医药、建筑、化工等各个领域，在理论研究和实际应用中都具有重要的意义。它由化学结构不同的链段交替聚合而成的线型共聚物。根据各种链段的交替聚合是否有规律可循又分为：有规嵌段共聚物和无规嵌段共聚物。嵌段共聚物作为一种特殊的线性共聚物，与共混物和接枝共聚物在结构和性质上是不同的。它的玻璃化温度由温度较低的聚合物决定的，而软化点却随该温度较高的聚合物而变化，因而处于高弹态的温度范围较宽。药物控释：药物控释，是指通过控释衣膜来定量匀速的向外释放药物，使血药浓度保持恒定。其具有：使用便利、能维持正常的血药浓度、不引起药物积累中毒、对正常细胞、组织的毒副作用小、提高疗效、安全迅速等诸多优点，具有很好的应用前景。近年来，以嵌段共聚物形式的热塑性可生物降解水凝胶作为药物控释体系越来越引起人们的注意，通过分子设计与合成，将可生物降解的疏水嵌段与水溶性嵌段相连接，从而形成两亲聚合物目前对于由PEG和聚羟基乙酸（PGA）或聚乳酸（PLA）组成的三嵌段共聚物体系研究较多，主要利用疏水嵌段PGA或PLA的结晶性或疏水作用形成物理交联点而形成水凝胶。但是由于有些高分子很难被身体所降解，而且其高分子量带来流体力学体积使其难以从肾中透过并排出体外，长期之后，会对身体带来了很大的负担。所以选用一种很好的有生物降解性的材料来做药物控释的基质是很必要的。因为PCL的易合成性、可变的生物降解能力和很好的力学性质，使其称为最重要的生物可降解的合成高分子之一。这里，本实验选用ε-CL作为两亲嵌段共聚物的亲油端，选用PEG作为两亲分子的亲水端合成这种嵌段共聚物，并以此做药物控释的检测。【实验所需试剂】表一、实验所需试剂及其大致用量所需试剂用量说明ε-己内酯8g考虑到纯化步骤需要很长时间，如果实验试剂为分析纯，可以直接使用聚乙二醇(单封端)20mL文献一中使用以甲氧基单封端的聚乙二醇作为大分子引发剂，分子量以文献二中建议的2000为准，并且需要干燥辛酸亚锡0.6g纯化后的质量甲苯50mL用于干燥MPEG氢化钙1g用于干燥ε-己内酯二氯甲烷若干用于溶解生成的共聚物正庚烷若干用于沉降下聚合物，正己烷和正庚烷都有报道四氢呋喃若干用于溶解聚合物，用于药物释放，正庚烷之类应该也行药物//相关试剂的物理常数表二、所用试剂物理常数试剂性状分子量密度（20℃，g/mL）熔点（℃）沸点（℃）折光率(20℃)ε-己内酯无色油状液体114.141.0693-5235~2361.4611聚乙二醇无色蜡状/1.2764-66＞2501.469辛酸亚锡无色液体405.121.251＜-20＞2001.493甲苯无色液体110.60.8669-93110.6/氢化钙灰色粉末42.091.90816//正庚烷无色液体100.200.683-91981.385-1．389四氢呋喃无色液体72.110.89-108.565.4/所需的仪器设备磁子，电磁搅拌器，油浴，封管，酒精喷灯，液氮，油泵，真空泵，氮气钢瓶，橡皮管，铁夹，双排管，布氏漏斗，抽滤瓶，三口瓶，回流冷凝管，直型冷凝管，蒸馏头，烧杯，玻璃棒。【设计方案】基本反应是用单封端PEG（MPEG）在辛酸亚锡的催化下来引发ε-己内酯聚合生成嵌段的共聚物。试剂进行预处理：ε-己内酯要用CaH2干燥，使用前减压蒸馏，文献上报道的说要干燥48h，要不就如文献一上说的没有经过干燥的过程。MPEG是要同甲苯加入同一烧瓶内回流，之后蒸去甲苯，文献一上说要进行三次。所以，预处理方案就是将8g MPEG同50mL甲苯置于同一烧瓶中，加热回流，搅拌30min，之后减压蒸馏，得到固体置于干燥容器中保存。将20mL ε-己内酯中加入1g左右的CaH2，搅拌40min，之